(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受および第２軸受と、各軸受を下方から支持するナセル台板を含むナセルとを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法であって、
前記第１軸受および前記第２軸受を前記回転シャフトにそれぞれ組み付けるステップと、
前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記第１軸受の軸受箱と前記第２軸受の軸受箱とを連結部材で連結するステップと、
前記連結部材により前記第１軸受と前記第２軸受との同心が維持された状態で、前記第１軸受および前記第２軸受と共に前記回転シャフトを前記ナセル台板上に据え付けるステップとを備えることを特徴とする再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項２】
前記連結部材で連結するステップでは、インロー嵌合によって、前記連結部材に対して前記第１軸受の軸受箱および前記第２軸受の軸受箱をそれぞれ前記回転シャフトの径方向に位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項３】
前記第１軸受および前記第２軸受を組み付けるステップでは、前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させた状態で、それぞれ継ぎ目のない円環状に形成された前記第１軸受、前記第２軸受を順に前記回転シャフトに挿通することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項４】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、少なくとも前記回転シャフトの軸方向に直交する水平方向における前記第１軸受および前記第２軸受の変位を阻止するように、前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に固定することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項５】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受の少なくとも一方の前記ナセル台板に対する前記水平方向の位置を微調整し、前記位置を微調整した状態で前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に固定することを特徴とする請求項４に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項６】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記各軸受および前記ナセル台板の一方に形成されて前記回転シャフトの軸方向に延在する凸部と、前記各軸受および前記ナセル台板の他方に形成されて前記軸方向に延在する凹部とが嵌合するように前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に載置し、前記凸部と前記凹部との間にライナを介装し、前記水平方向における前記各軸受と前記ナセル台板との相対位置を微調整することを特徴とする請求項５に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項７】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受と前記ナセル台板との相対位置を微調整し、前記相対位置を微調整した状態で偏心ピンを用いて前記各軸受を前記ナセル台板に固定することを特徴とする請求項４に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項８】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受と前記ナセル台板との間にそれぞれシムを介装することによって、前記ナセル台板に対する前記第１軸受および前記第２軸受の高さを調整することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項９】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記回転シャフトを前記ナセル台板上に据え付けた後、前記第１軸受の軸受箱の上部および前記第２軸受の軸受箱の上部を連結フレームで連結することを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項１０】
前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受を連結した前記連結フレームの脚部と、前記ナセル台板との間にそれぞれシムを介装することによって、前記ナセル台板に対する前記連結フレームの高さを調整した後、前記脚部を前記ナセル台板に固定することを特徴とする請求項９に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項１１】
前記連結部材は、前記ナセルへの前記回転シャフトの据え付け後にも残留し、前記再生エネルギー型発電装置の運転時において前記第１軸受の軸受箱と前記第２軸受の軸受箱との連結のために用いられることを特徴とする請求項１に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項１２】
再生エネルギーを利用して発電を行う再生エネルギー型発電装置であって、
少なくとも一枚のブレードと、
前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、
前記ハブに連結される回転シャフトと、
前記回転シャフトを軸支する第１軸受および第２軸受と、
各軸受を下方から支持するナセル台板を含むナセルと、
前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記第１軸受と前記第２軸受とを連結する連結部材とを備え、
前記第１軸受と前記連結部材の一端部とがインロー嵌合で径方向に位置決めされ、前記第２軸受と前記連結部材の他端部とがインロー嵌合で径方向に位置決めされることによって、前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記連結部材によって互いに連結されていることを特徴とする再生エネルギー型発電装置。
【請求項１３】
前記回転シャフトの前記ハブから遠い端部に取り付けられるとともに前記ナセル台板に支持され、前記回転シャフトによって駆動される被駆動装置をさらに備え、
前記第１軸受はラジアル軸受からなり前記ハブ側に位置し、前記第２軸受はスラスト軸受からなり前記被駆動装置側に位置することを特徴とする請求項１２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１４】
前記第１軸受は複列円筒ころ軸受であり、前記第２軸受は複列円錐ころ軸受であることを特徴とする請求項１３に記載の再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法。
【請求項１５】
前記第１軸受および前記第２軸受は、前記ハブ側に位置する前記第１軸受と、該第１軸受よりも前記ハブから遠い位置に設けられる前記第２軸受とを含み、
前記回転シャフトは、前記第１軸受が取り付けられる第１領域と、前記第２軸受が取り付けられる第２領域とを有し、前記第１領域側から前記第２領域側に向かって前記回転シャフトは縮径されており、
前記第１領域には前記第１軸受の内輪の前記ハブ側への移動を規制する第１段差部が形成されており、前記第２領域には前記第２軸受の内輪の前記ハブ側への移動を規制する第２段差部が形成されており、
前記第２段差部における最大径よりも前記第１軸受の前記内輪の内径のほうが大きいことを特徴とする請求項１２に記載の再生エネルギー型発電装置。
【請求項１６】
前記再生エネルギー型発電装置は、前記再生可能エネルギーとしての風から電力を生成する風力発電装置であることを特徴とする請求項１２に記載の再生エネルギー型発電装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、再生エネルギー型発電装置の軸系組立て方法および軸系組立て治具に関する。ここで、再生エネルギー型発電装置とは、風、潮流、海流、河流等の再生可能なエネルギーを利用した発電装置であり、例えば、風力発電装置、潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等を挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の保全の観点から、風力を利用した風力発電装置や、潮流、海流又は河流を利用した発電装置を含む再生エネルギー型発電装置の普及が進んでいる。再生エネルギー型発電装置として、再生エネルギーを受け取るブレードと、ブレードが取り付けられたハブと、ハブに連結される回転シャフトと、回転シャフトの回転エネルギーを電力に変換する発電機とを備えたものが知られている。【０００３】
再生エネルギー型発電装置は、発電効率向上の観点から大型化が進んでおり、回転シャフトに作用する荷重はますます増加する傾向にある。そのため、回転シャフトを一対の軸受によってナセルに支持するようにした再生エネルギー型発電装置が提案されている。
例えば、特許文献１〜６記載の風力発電装置では、ハブに近い前方軸受とハブから遠い後方軸受とを含む一対の軸受を介して、回転シャフトがナセルに支持されている。なお、特許文献６には、回転シャフトを軸支する一対の軸受の軸受箱が、一体物の筒状体として共通化された構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／１３５７０３号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／０２６６８０６号明細書
【特許文献３】国際公開第２００９／０８０７１２号
【特許文献４】国際公開第２０１１／０１６１０８号
【特許文献５】米国特許公開第２０１１／０１４３８８０号明細書
【特許文献６】韓国公開特許第１０−２０１１−００７０６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、回転シャフトを一対の軸受で軸支する再生エネルギー型発電装置においては、回転シャフトを軸支する一対の軸受の芯がずれていると、予定しない方向の荷重成分が軸受に加わることになり、軸受寿命の極端な減少を招く可能性がある。そのため、回転シャフトをナセルに据え付ける際に、各軸受の同心を確保するように位置調整する必要がある。
この点、特許文献１〜５には、回転シャフトのナセルへの据え付け時に、軸受間の同心を確保するための十分な対策が記載されていない。
また、特許文献６記載の風力発電装置では、各軸受の軸受箱が共通化された一体物の筒状体は体格が非常に大きいため、高品質・高精度の筒状体（軸受箱）を製造することは困難である。【０００６】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、回転シャフトの据え付け時に回転シャフトを軸支する一対の軸受を精度よく位置決め可能で且つ軸受を容易に製作可能な再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法および風力発電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法は、少なくとも一本のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受および第２軸受と、各軸受を下方から支持するナセル台板を含むナセルとを有する再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法であって、前記第１軸受および前記第２軸受を前記回転シャフトにそれぞれ組み付けるステップと、前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記第１軸受の軸受箱と前記第２軸受の軸受箱とを連結部材で連結するステップと、前記連結部材により前記第１軸受と前記第２軸受との同心が維持された状態で、前記第１軸受および前記第２軸受と共に前記回転シャフトを前記ナセル台板上に据え付けるステップとを備えることを特徴とする。【０００８】
上記再生エネルギー型発電装置の軸系の設置方法では、回転シャフトをナセル台板上に据え付ける前に、回転シャフトに第１軸受および第２軸受を組み付けて、第１軸受と第２軸受とが同心となるように第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とを連結部材で連結するようにしている。これにより、回転シャフトをナセル台板上に据え付ける際には、連結部材によって第１軸受と第２軸受とがほぼ同心に維持されているので、第１軸受及び第２軸受の位置決めを高精度に行うことができる。
また、各軸受の軸受箱を一体物の筒状体として共通化するのではなく、第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とを別体で構成し、これらを連結部材で連結するようにしているので、高品質・高精度な各軸受箱を容易に製造できる。【０００９】
幾つかの実施形態において、前記連結部材で連結するステップでは、インロー嵌合によって、前記連結部材に対して前記第１軸受の軸受箱および前記第２軸受の軸受箱をそれぞれ前記回転シャフトの径方向に位置決めしてもよい。
このように、インロー嵌合によって、第１軸受および第２軸受を径方向について位置決めすることで、第１軸受と第２軸受の芯合わせが可能となり、第１軸受および第２軸受の芯ズレに起因した軸受寿命の極端な減少を防止できる。【００１０】
幾つかの実施形態において、前記第１軸受および前記第２軸受を組み付けるステップでは、前記回転シャフトを鉛直方向に沿って直立させた状態で、それぞれ継ぎ目のない円環状に形成された前記第１軸受、前記第２軸受を順に前記回転シャフトに挿通してもよい。
このように、回転シャフトを直立した状態で第１軸受および第２軸受の組付けを行うことで、円環状に形成された軸受を用いることが可能となり、また大径の回転シャフトであっても軸受組み付け作業を効率的に進めることができる。【００１１】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、少なくとも前記回転シャフトの軸方向に直交する水平方向における前記第１軸受および前記第２軸受の変位を阻止するように、前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に固定してもよい。
回転シャフトへは再生エネルギー源から各種成分の荷重が伝わるので、この荷重によって第１軸受と第２軸受の芯が僅かにずれてしまう可能性がある。そこで、回転シャフトの軸方向に直交する水平方向における第１軸受および第２軸受の変位を阻止するようにこれらの軸受をナセル台板に固定することによって、再生エネルギー型発電装置の運転中においても同心を確保することができる。【００１２】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受の少なくとも一方の前記ナセル台板に対する前記水平方向の位置を微調整し、前記位置を微調整した状態で前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に固定してもよい。
このように、第１軸受および第２軸受をナセル台板に固定する前に、第１軸受および第２軸受の水平方向の位置を微調整することによって、各軸受の位置精度をより一層向上させることができる。例えば、回転シャフトをナセル台板上に設置した後、連結フレームを取り外して第１軸受および第２軸受を固定する場合には、連結フレームを取り外す際にわずかに芯がずれてしまっても水平方向の位置を微調整することによってずれを修正することができる。【００１３】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記各軸受および前記ナセル台板の一方に形成されて前記回転シャフトの軸方向に延在する凸部と、前記各軸受および前記ナセル台板の他方に形成されて前記軸方向に延在する凹部とが嵌合するように前記第１軸受および前記第２軸受を前記ナセル台板に載置し、前記凸部と前記凹部との間にライナを介装し、前記水平方向における前記各軸受と前記ナセル台板との相対位置を微調整してもよい。
このように、各軸受およびナセル台板の一方に形成される凸部と、他方に形成される凹部とを嵌合させるようにしたので、簡単な構成で水平方向の固定が実現できる。また、凸部と凹部との間にライナを介装することで各軸受とナセル台板との相対位置を微調整するようにしたので、適切な厚さのライナを用いることによって各軸受を高精度に位置決めした状態で固定することができる。【００１４】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受と前記ナセル台板との相対位置を微調整し、前記相対位置を微調整した状態で偏心ピンを用いて前記各軸受を前記ナセル台板に固定してもよい。
このように、第１軸受および第２軸受のナセル台板への固定に偏心ピンを用いるようにしたので、各軸受とナセル台板との相対位置の微調整によってピン穴がずれても各軸受をナセル台板に固定でき、また固定後に水平方向の荷重がかかっても偏心ピンによって各軸受とナセル台板との相対位置を維持できる。【００１５】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受と前記ナセル台板との間にそれぞれシムを介装することによって、前記ナセル台板に対する前記第１軸受および前記第２軸受の高さを調整してもよい。
これにより、第１軸受および第２軸受を高さ方向に対しても精度良く位置決めできる。【００１６】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記回転シャフトを前記ナセル台板上に据え付けた後、前記第１軸受の軸受箱の上部および前記第２軸受の軸受箱の上部を連結フレームで連結してもよい。
これにより、第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とが連結フレームによって互いに連結され、各軸受の軸受箱が連結フレームによって拘束される。そのため、再生エネルギー型発電装置の運転時において再生エネルギー源からの複雑な荷重及びモーメントが回転シャフトに入力されても、連結フレームの働きによって軸受間の同心を維持できる。【００１７】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトを据え付けるステップでは、前記第１軸受および前記第２軸受を連結した前記連結フレームの脚部と、前記ナセル台板との間にそれぞれシムを介装することによって、前記ナセル台板に対する前記連結フレームの高さを調整した後、前記脚部を前記ナセル台板に固定してもよい。
これにより、各軸受の軸受箱の高さに応じて、連結フレームの高さを適切に調整できる。【００１８】
幾つかの実施形態において、前記連結部材は、前記ナセルへの前記回転シャフトの据え付け後にも残留し、前記再生エネルギー型発電装置の運転時において前記第１軸受の軸受箱と前記第２軸受の軸受箱との連結のために用いられてもよい。
このように、連結部材を回転シャフトに取り付けたまま残留させることによって、回転シャフトの据え付け時に各軸受の同心を確保した状態を、再生エネルギー型発電装置の運転時まで継続して維持できる。【００１９】
本発明の少なくとも一実施形態に係る再生エネルギー型発電装置では、再生エネルギーを利用して発電を行う再生エネルギー型発電装置であって、少なくとも一枚のブレードと、前記少なくとも一本のブレードが取り付けられるハブと、前記ハブに連結される回転シャフトと、前記回転シャフトを軸支する第１軸受および第２軸受と、各軸受を下方から支持するナセル台板を含むナセルと、前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記第１軸受と前記第２軸受とを連結する連結部材とを備え、前記第１軸受と前記連結部材の一端部とがインロー嵌合で径方向に位置決めされ、前記第２軸受と前記連結部材の他端部とがインロー嵌合で径方向に位置決めされることによって、前記第１軸受と前記第２軸受とが同心となるように前記連結部材によって互いに連結されていることを特徴とする。【００２０】
上記再生エネルギー型発電装置によれば、第１軸受と第２軸受とを連結する連結部材を設け、連結部材と第１軸受および第２軸受とがそれぞれインロー嵌合によって径方向に位置決めされることによって、第１軸受及び第２軸受の同心を高精度で確保することができる。また、再生エネルギー型発電装置の運転時において再生エネルギー源からの複雑な荷重及びモーメントが回転シャフトに入力されても、連結部材の働きによって軸受間の同心を維持できる。
さらに、各軸受の軸受箱を一体物の筒状体として共通化するのではなく、第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とを別体で構成し、これらを連結部材で連結するようにしているので、高品質・高精度な各軸受箱を容易に製造できる。【００２１】
幾つかの実施形態において、前記回転シャフトの前記ハブから遠い端部に取り付けられるとともに前記ナセル台板に支持され、前記回転シャフトによって駆動される被駆動装置をさらに備え、前記第１軸受はラジアル軸受からなり前記ハブ側に位置し、前記第２軸受はスラスト軸受からなり前記被駆動装置側に位置するようにしてもよい。なお、前記第１軸受は複列円筒ころ軸受であり、前記第２軸受は複列円錐ころ軸受であってもよい。
このように、被駆動装置側に位置する第２軸受としてスラスト軸受を採用することで、回転シャフトの伸びの基準となるスラスト軸受から被駆動装置までの距離を縮めて、回転シャフトの伸び（例えば、被駆動装置側からの伝熱や軸受自体の発熱によって昇温された回転シャフトの熱伸び）に起因する被駆動装置とナセル台板との相対変位を小さくできる。これにより、被駆動装置とナセル台板との相対変位によって両者間の支持部や周囲機器との間の配管類に過度な荷重が加わって支持部や配管が損傷する可能性を低減できる。一方、ハブ側に位置する第１軸受としてラジアル軸受を採用することで、ブレードおよびハブから回転シャフトに伝わるラジアル荷重を、ハブに近い側に位置する第１軸受で支持することができる。【００２２】
幾つかの実施形態において、前記第１軸受および前記第２軸受は、前記ハブ側に位置する前記第１軸受と、該第１軸受よりも前記ハブから遠い位置に設けられる前記第２軸受とを含み、前記回転シャフトは、前記第１軸受が取り付けられる第１領域と、前記第２軸受が取り付けられる第２領域とを有し、前記第１領域側から前記第２領域側に向かって前記回転シャフトは縮径されており、前記第１領域には前記第１軸受の内輪の前記ハブ側への移動を規制する第１段差部が形成されており、前記第２領域には前記第２軸受の内輪の前記ハブ側への移動を規制する第２段差部が形成されており、前記第２段差部における最大径よりも前記第１軸受の前記内輪の内径のほうが大きくてもよい。
回転シャフトを第１軸受および第２軸受により軸支する場合、第１軸受の方が第２軸受に比べてハブに近いために大きな荷重が加わることになる。そこで、第１軸受が取り付けられる第１領域側から第２軸受が取り付けられる第２領域側に向かって回転シャフトを縮径させることで、第２軸受よりも大きな体格の第１軸受を採用して、第１軸受の耐久性を向上させることができる。また、第２領域周辺の回転シャフトが比較的小径になり、回転シャフトの重量を軽減するとともに、第２軸受を軽量化・コンパクト化できる。
さらに、第１軸受の内輪のハブ側への移動を規制する第１段差部と、第２軸受の内輪のハブ側への移動を規制する第２段差部とを、それぞれ第１領域及び第２領域に設けるとともに、第２段差部における最大径よりも第１軸受の内輪の内径を大きくすることで、第１軸受、第２軸受の順に、回転シャフトのハブとは反対側の端部から嵌めていく軸受組み付け手法が採用可能になる。これにより、回転シャフトへの第１軸受及び第２軸受の組み付け作業を容易に行うことが可能になる。【００２３】
幾つかの実施形態において、前記再生エネルギー型発電装置は、前記再生可能エネルギーとしての風から電力を生成する風力発電装置であってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、回転シャフトをナセル台板上に据え付ける際に、連結部材によって第１軸受と第２軸受とがほぼ同心に維持されているので、第１軸受及び第２軸受の位置決めを高精度に行うことができる。
また、第１軸受の軸受箱と第２軸受の軸受箱とを別体で構成し、これらを連結部材で連結するようにしているので、高品質・高精度な各軸受箱を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態に係る風力発電装置の全体構成の概略を示す図である。
【図２】一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す斜視図である。
【図３】図２に示す風力発電装置の軸系の側面図である。
【図４】図３に示す軸系の断面図である。
【図５】図４における符号Ａで示した領域の拡大図である。
【図６】図４における符号Ｂで示した領域の拡大図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフトへの第１軸受の組付け手順を示す図である。
【図８】図８（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態におけるスペーサの第１軸受への固定手順を示す図である。
【図９】スペーサと第１軸受との間のインロー嵌合部を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフトへの第２軸受の組付け手順を示す図である。
【図１１】スペーサと第２軸受との間のインロー嵌合部を示す図である。
【図１２】第１軸受および第２軸受を組み付けた回転シャフトをナセルに設置する様子を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）〜（ｃ）は、一対の軸受箱からスペーサを取り外す手順を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は回転シャフトの軸方向後方側から見た第１軸受の図で、図１４（ｂ）は回転シャフトの軸方向後方側から見た第２軸受の図である。
【図１５】図１５（ａ）は軸受箱およびナセル台板の嵌合部を示す斜視図で、図１５（ｂ）は軸受箱およびナセル台板の嵌合部を示す正面図で、図１５（ｃ）はライナおよびシムの構成例を示す斜視図である。
【図１６】シェアピンを用いた軸受箱の位置決め構成を示す図である。
【図１７】シェアピン周辺の断面図である。
【図１８】一対の軸受箱間を連結フレームを備えた風力発電装置のナセル内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、実施形態として以下に記載され、あるいは、実施形態として図面で示された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２７】
以下、本発明の実施形態に係る再生エネルギー型発電装置について述べた後、その軸系の設置方法について説明する。
なお、ここでは、再生エネルギー型発電装置の一例として風力発電装置について述べるが、本発明の実施形態は潮流発電装置、海流発電装置、河流発電装置等の他の再生エネルギー型発電装置にも適用できる。
【００２８】
図１は、一実施形態に係る風力発電装置の全体構成の概略を示す図である。図２は、一実施形態に係る風力発電装置のナセル内部の構成例を示す斜視図である。図３は、図２に示す風力発電装置の軸系の側面図である。図４は、図３に示す軸系の断面図である。図５は、図４における符号Ａで示した領域の拡大図である。図６は、図４における符号Ｂで示した領域の拡大図である。
【００２９】
図１に示すように、風力発電装置１は、少なくとも一本のブレード２およびハブ４で構成されるロータ３と、ハブ４に連結される回転シャフト６と、電力を生成する発電機１６と、回転シャフト６の回転エネルギーを発電機１６に伝えるドライブトレイン１０とを備える。
なお、回転シャフト６を含む種々の機器は、水上又は地上に立設されたタワー８の上に設置されたナセル３０に収納され、ナセル３０のナセルカバー３０Ｂによって覆われていてもよい。また、ハブ４は、ハブカバー５によって覆われていてもよい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、ドライブトレイン１０は、図１に示すように、回転シャフト６に取り付けられた油圧ポンプ１２と、高圧油ライン１３および低圧油ライン１５を介して油圧ポンプ１２に接続される油圧モータ１４とを含んで構成される。油圧ポンプ１２は、回転シャフト６によって駆動されて作動油を昇圧し、高圧の作動油（圧油）を生成する。油圧ポンプ１２の出口は、高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４の入口に接続されている。そのため、油圧ポンプ１２で生成された圧油は高圧油ライン１３を介して油圧モータ１４に供給され、この圧油によって油圧モータ１４が駆動される。油圧モータ１４で仕事をした後の低圧の作動油は、油圧モータ１４の出口と油圧ポンプ１２の入口との間に設けられた低圧油ライン１５を経由して、油圧ポンプ１２に再び戻される。また、油圧モータ１４の出力軸は発電機１６の回転シャフトに接続されており、油圧モータ１４の回転が発電機１６に入力されるようになっている。
なお、油圧ポンプ１２、油圧モータ１４および発電機１６の個数は特に限定されず、それぞれ、少なくとも一つあればよい。
【００３１】
一実施形態では、ドライブトレイン１０および発電機１６は、ナセル３０内に設置される。
図２に示す例示的な実施形態では、ナセル３０は、各軸受２０，２２の軸受箱２１，２３を支持するナセル台板３０Ａと、ナセル台板３０Ａ上に載置された各種機器を覆うナセルカバー３０Ｂと、ナセルカバー３０Ｂが固定されるナセルフレーム３０Ｃとを含んでいる。ナセル台板３０Ａは例えば球状黒鉛鋳鉄や強靭鋳鉄等の鋳造鋼（ｃａｓｔ  ｓｔｅｅｌ）で構成される。
回転シャフト６の端部には、油圧ポンプ１２が取り付けられている。また回転シャフト６の両側に、一対の機器設置台４６が設けられており（ただし、図２には手前側の機器設置台４６のみ示している。）、各機器設置台４６には一対の油圧モータ１４と一台の発電機１６とが設置されている。機器設置台４６は、ナセル台板３０Ａおよびこれに組み付けたナセルフレーム３０Ｃによって支持されている。
【００３２】
回転シャフト６は、図１〜４に示すように、第１軸受２０および第２軸受２２を介してナセル３０に回転自在に支持される。第１軸受２０はハブ４側に位置し、第２軸受２２は第１軸受２０よりもハブ４から遠くに位置する。幾つかの実施形態では、第１軸受２０の軸受箱２１および第２軸受２２の軸受箱２３は、ナセル３０のナセル台板３０Ａによって支持されるとともに、円筒状の連結部材４０によって互いに連結される。このとき、第１軸受２０の軸受箱２１と連結部材４０の一端部とはインロー嵌合で径方向に位置決めされており、第２軸受２２の軸受箱２３と連結部材４０の一端部とはインロー嵌合で径方向に位置決めされる。これにより、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３との同心が確保される。なお、インロー嵌合の具体的な構成については後で詳述する。
連結部材４０には、回転シャフト６の両側において一対の切欠き４２が形成されていてもよい。この切欠き４２によって形成される空間は、種々の用途（例えばクレーン等の昇降装置を用いた部品の吊り下し作業）で利用可能である。
【００３３】
また、第１軸受２０の軸受箱２１には少なくとも一つのブレーキキャリパ２７が直接的又は間接的に固定されている。ブレーキキャリパ２７は、回転シャフト６のフランジ部とともにハブ４に共締めされたブレーキディスク２８にブレーキパッドを押し付けて、ロータ３および回転シャフト６に制動力を付与するようになっている。
【００３４】
一実施形態において、回転シャフト６は、図３および４に示すように、第１軸受２０の取付位置（第１取付位置）周辺の第１領域に比べて、第２軸受２２の取付位置（第２取付位置）周辺の第２領域の方が小径である。言い換えると、回転シャフト６は、第１領域側から第２領域側に向かって縮径されている。
回転シャフト６を一対の軸受２０，２２により軸支する場合、第１軸受２０の方が第２軸受２２に比べてハブ４に近いために大きな荷重が加わることになる。そこで、第１領域側から第２領域側に向かって回転シャフト６を縮径させることで、第２軸受２２よりも大きな体格の第１軸受２０を採用して、第１軸受２０の耐久性を向上させることができる。また、第２取付位置周辺の領域の回転シャフト６が比較的小径になり、回転シャフト６の重量を軽減するとともに、第２軸受２２を軽量化・コンパクト化できる。
【００３５】
また、第１領域には、第１軸受２０の内輪のハブ４側への移動を規制するための第１段差６Ａが設けられている。同様に、第２領域には、第２軸受２２の内輪のハブ４側への移動を規制するための第２段差６Ｂが設けられている。
なお、第２段差６Ｂを形成するために回転シャフト６の外周面が隆起しており、この隆起部分において、回転シャフト６の直径が若干大きくなっている。この隆起部分における回転シャフト６の直径は、第１軸受２０の内輪よりも小径に設定される。これにより、第１軸受２０、第２軸受２２の順に回転シャフト６のハブ４から遠い側の端部から嵌めていく軸受組み付け手法が採用可能になり、回転シャフト６への第１軸受２０および第２軸受２２の組み付け作業を容易に行うことができる。
【００３６】
幾つかの実施形態では、第１軸受２０は、図５に示すように、回転シャフト６の外周に嵌装される内輪５０、軸受箱２１の内周に嵌装される外輪５１、および、内輪５０と外輪５１との間に設けられる転動体５２を含んで構成される。なお、内輪５０、外輪５１および軸受箱２１は、いずれも、周方向に継ぎ目のない連続した円環状であり、所謂シームレス構造である。
図５に示す例示的な実施形態では、第１軸受２０は、円筒ころからなる転動体５２が外輪５１に設けられた溝に嵌合し、回転シャフト６のラジアル荷重を転動体５２の円筒状の外周面で受ける円筒ころ軸受（“ラジアル軸受”の一例）である。さらにまた、円筒ころ軸受は、外輪５１に対する転動体５２の軸方向位置は規制されているものの、転動体５２が内輪５０に対して軸方向に動きうる“スラストフリー軸受”と称されることもある。
【００３７】
また、図５に示す例示的な実施形態では、第１軸受２０の内輪５０の両側には、一対の内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が設けられる。すなわち、内輪５０は、ハブ４に近い側に位置する第１内輪押えリング５３Ａと、ハブ４から遠い側に位置する第２内輪押えリング５３Ｂとの間に挟まれるように配置される。
第１内輪押えリング５３Ａは、回転シャフト６に設けられた第１段差６Ａに当接するように回転シャフト６に嵌装される。また、第２内輪押えリング５３Ｂを挟んで内輪５０とは反対側には、回転シャフト６の外周に形成された雄ねじに螺合する雌ねじを有する押えナット５４が配置される。そのため、内輪５０は、第２内輪押えリング５３Ｂを介して内輪５０に伝わる押えナット５４の締め付け力によって、第１段差６Ａに当接した第１内輪押えリング５３Ａ側に押し付けられ、内輪５０の軸方向位置が規制される。なお、押えナット５４による締め付け力の代わりに、例えばシュリンクディスクによる締め付け力を利用して内輪５０の軸方向位置を規制してもよい。
一方、第１軸受２０の外輪５１は、回転シャフト６の外周面に沿って軸受箱２１から径方向内方に突出するように凸部２１Ａと、軸受箱２１に取り付けられる外輪押え板５５とで挟まれることで軸方向位置が規制されるようになっている。
【００３８】
第１軸受２０の軸受箱２１には、第１軸受２０における内輪５０又は外輪５１と転動体５２との間の転がり接触面に潤滑油を供給するための内部流路２４が設けられている。内部流路２４は、外輪５１を貫通し、内輪５０と外輪５１との間の環状空間（転動体５２が配置される空間）に連通している。この環状空間には、内部流路２４を介して供給された潤滑油が充満している。
幾つかの実施形態では、内輪５０と外輪５１との間の環状空間からの潤滑油の漏洩を防ぐために、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）が設けられる。図５に示す例示的な実施形態では、シールリング５６Ａおよびこれに隣接するスペーサリング５７Ａが、軸受箱２１と、軸受箱２１に取り付けられたシール押え板５８Ａとの間に挟持される。一方、シールリング５６Ｂおよびこれに隣接するスペーサリング５７Ｂは、外輪押え板５５と、外輪押え板５５に取り付けられたシール押え板５８Ｂとの間に挟持される。
なお、スペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）は、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）との接触により内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が摩耗した場合に備えて、シール性を回復するために設けられている。すなわち、内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）が摩耗してシール性が低下したら、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）とスペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）との位置を入れ替えることで、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）の内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）への当接位置を変えてシール性を回復可能である。
【００３９】
幾つかの実施形態では、第２軸受２２は、図６に示すように、回転シャフト６の外周に嵌装される内輪６０、軸受箱２３の内周に嵌装される外輪６１、および、内輪６０と外輪６１との間に設けられる転動体６２を含んで構成される。なお、内輪６０、外輪６１および軸受箱２３は、いずれも、周方向に継ぎ目のない連続した円環状であり、所謂シームレス構造である。
図６に示す例示的な実施形態では、第２軸受２２は、転動体６２が円錐ころであるテーパころ軸受である。なお、テーパころ軸受は、軸方向の荷重（スラスト荷重）を受けるように設計されており、“スラスト軸受”である。
【００４０】
また、図６に示す例示的な実施形態では、第２軸受２２の内輪６０の両側には、一対の内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が設けられる。すなわち、内輪６０は、ハブ４に近い側に位置する第３内輪押えリング６３Ａと、ハブ４から遠い側に位置する第４内輪押えリング６３Ｂとの間に挟まれるように配置される。
第３内輪押えリング６３Ａは、回転シャフト６に設けられた第２段差６Ｂに当接するように回転シャフト６に嵌装される。また、第４内輪押えリング６３Ｂを挟んで内輪６０とは反対側には、回転シャフト６の外周に形成された雄ねじに螺合する雌ねじを有する押えナット６４が配置される。そのため、内輪６０は、第４内輪押えリング６３Ｂを介して内輪６０に伝わる押えナット６４の締め付け力によって、第２段差６Ｂに当接した第３内輪押えリング６３Ａ側に押し付けられ、内輪６０の軸方向位置が規制されるようになっている。なお、押えナット６４による締め付け力の代わりに、例えばシュリンクディスクによる締め付け力を利用して内輪６０の軸方向位置を規制してもよい。
一方、第２軸受２２の外輪６１は、回転シャフト６の外周面に沿って軸受箱２３から径方向内方に突出するように凸部２３Ａと、軸受箱２３に取り付けられる外輪押え板６５とで挟まれることで軸方向位置が規制されるようになっている。なお、外輪６１は、断面形状が台形である一対の環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）と、環状ピース６１Ａ，６１Ｂ間に設けられる中間ピース６１Ｃとで構成されていてもよい。
【００４１】
第２軸受２２の軸受箱２３には、第２軸受２２における内輪６０又は外輪６１と転動体６２との間の転がり接触面に潤滑油を供給するための内部流路２６が設けられている。内部流路２６は、外輪６１を貫通し、内輪６０と外輪６１との間の環状空間（転動体６２が配置される空間）に連通している。この環状空間には、内部流路２６を介して供給された潤滑油が充満している。
幾つかの実施形態では、内輪６０と外輪６１との間の環状空間からの潤滑油の漏洩を防ぐために、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）が設けられる。図６に示す例示的な実施形態では、シールリング６６Ａおよびスペーサリング６７Ａが、軸受箱２３と、軸受箱２３に取り付けられたシール押え板６８Ａとの間に挟持される。一方、シールリング６６Ｂおよびスペーサリング６７Ｂは、外輪押え板６５と、外輪押え板６５に取り付けられたシール押え板６８Ｂとの間に挟持される。
なお、スペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）は、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）との接触により内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が摩耗した場合に備えて、シール性を回復するために設けられている。すなわち、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）が摩耗してシール性が低下したら、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）とスペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）との位置を入れ替えることで、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）の内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）への当接位置を変えてシール性を回復可能である。
【００４２】
以下、実施形態に係る軸系の設置方法について詳述する。
幾つかの実施形態に係る軸系の設置方法は、第１軸受２０および第２軸受２２を回転シャフト６に組み付ける軸受組み付けステップと、第１軸受２０と第２軸受２２とを連結部材７０で連結する軸受連結ステップと、回転シャフト６をナセル台板３０Ａに据え付ける回転シャフト据え付けステップとを含む。なお、以下には一例として、第１軸受２０および第２軸受２２とともに連結部材７０を回転シャフト６に組み付けることによって、軸受組み付けステップと軸受連結ステップとを同時に行う場合について説明する。
【００４３】
軸受組み付けステップ及び軸受連結ステップでは、上記構成の軸系を組み立てる際、回転シャフト６を鉛直方向に沿って直立させた状態で回転シャフト６への第１軸受２０および第２軸受２２の組付けを行う。幾つかの実施形態における軸受組み付けステップ及び軸受連結ステップを概説すれば、次のとおりである。
すなわち、直立した回転シャフト６が第１軸受（ここで言う“第１軸受”とは、第１軸受２０だけでなく軸受箱２１も含めた軸受ユニット全体を指す。）に挿通されるように、第１軸受を第１取付位置まで回転シャフト６に対して相対移動させる。そして、第１軸受を下方から支えて第１取付位置に保持した状態で、第１軸受を回転シャフト６に組み付ける。さらに、第１軸受が第１取付位置に保持された状態で、第１軸受から上方にスペーサ（例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示す連結部材７０）が延びるように、該スペーサの下端部を第１軸受に固定する。続いて、直立した回転シャフト６が第２軸受（ここで言う“第２軸受”とは、第２軸受２２だけでなく軸受箱２３も含めた軸受ユニット全体を指す。）に挿通され、且つ、第２軸受がスペーサの上端部に当接するように、第２軸受を第２取付位置まで回転シャフト６に対して相対移動させる。この後、第２軸受をスペーサの上端部に固定する。最後に、スペーサの上端部に第２軸受が固定された状態で、第２取付位置において第２軸受を回転シャフト６に組み付ける。
【００４４】
図７（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフト６への第１軸受２０の組付け手順を示す図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における連結部材７０の第１軸受２０への固定手順を示す図である。図９は、連結部材７０と第１軸受２０との間のインロー嵌合部を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）は、一実施形態における回転シャフト６への第２軸受２２の組付け手順を示す図である。図１１は、連結部材７０と第２軸受２２との間のインロー嵌合部を示す図である。
【００４５】
まず、図７（ａ）に示すように、回転シャフト６を直立させた状態で、第１軸受２０の内輪５０を回転シャフト６の外周に嵌装する。幾つかの実施形態では、第１内輪押えリング５３Ａ、内輪５０、第２内輪押えリング５３Ｂを回転シャフト６にこの順で嵌装し、押えナット５４を回転シャフト６の外周面に形成された雄ねじ部に螺着する。
具体的には、最初に、回転シャフト６の外周面に設けられた第１段差６Ａに当接するように第１内輪押えリング５３Ａを回転シャフト６の外周に嵌装する。この後、第１内輪押えリング５３Ａに当接するように内輪５０を回転シャフト６の外周に嵌装する。そして、内輪５０を挟んで第１内輪押えリング５３Ａとは反対側から内輪５０に当接するように第２内輪押えリング５３Ｂを回転シャフト６の外周に嵌装する。最後に、第２内輪押えリング５３Ｂを挟んで内輪５０とは反対側から第２内輪押えリング５３Ｂに当接するように押えナット５４を回転シャフト６の雄ねじ部に螺着する。なお、内輪５０、内輪押えリング（５３Ａ，５３Ｂ）および押えナット５４は、いずれも、直立状態の回転シャフト６の上端部から下端部に向かって下降させ、回転シャフト６への各々の取付位置まで移動させる。
【００４６】
次に、図７（ｂ）に示すように、第１軸受２０の軸受箱２１に外輪５１および転動体５２を組み付けた第１軸受部品集合体を直立状態の回転シャフト６に沿って下降させ、第１軸受２０の回転シャフト６への取付位置（第１取付位置）まで移動させる。
【００４７】
そして、図７（ｃ）に示すように、第１軸受２０の第１軸受部品集合体（軸受箱２１、外輪５１および転動体５２の集合体）を下方から支えて、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持する。この位置で、第１軸受部品集合体の外輪５１は、回転シャフト６の外周に嵌装された内輪５０に対向している。幾つかの実施形態では、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持した状態で、外輪押え板５５、シールリング（５６Ａ，５６Ｂ）、スペーサリング（５７Ａ，５７Ｂ）およびシール押え板（５８Ａ，５８Ｂ）を第１軸受部品集合体に取り付ける。こうして、第１軸受２０の回転シャフト６への組付けが完了する。
【００４８】
なお、第１軸受２０はスラストフリー軸受であるから、第２軸受２２の回転シャフト６への組付けが完了して回転シャフト６を略水平の姿勢に戻すまで、引き続き、第１軸受２０を下方から支えて第１取付位置に保持しておく。
【００４９】
また、幾つかの実施形態では、図７（ｃ）に示すように、第１軸受部品集合体を第１取付位置に保持する際、ブレーキディスク２８を介して軸受箱２１を下方から支持する。なお、予め厚さが調整された環状プレート２９をブレーキディスク２８と軸受箱２１との間に介装することで、第１軸受部品集合体の保持位置を調整してもよい。
【００５０】
次に、第１軸受２０から上方に連結部材７０が延びるように、回転シャフト６に組み付けられた第１軸受２０に連結部材７０の下端部を固定する。
幾つかの実施形態では、連結部材７０は、図８（ｃ）に示すように、第１軸受２０側に位置する第１円筒部材７２と、第２軸受２２側に位置する第２円筒部材７４と、第１円筒部材７２および第２円筒部材７４間に設けられる環状部材７６とを含んで構成される。この場合、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、下方からの支持によって第１取付位置に保持された第１軸受２０の軸受箱２１に第１円筒部材７２を取り付け、さらに第１円筒部材７２に環状部材７６および第２円筒部材７４を連結する。なお、第１円筒部材７２，第２円筒部材７４および環状部材７６で連結部材７０を構成するのは、図１３（ａ）〜（ｃ）を用いて後で詳述するように、連結部材７０の取り外しを容易に行うためである。
【００５１】
一実施形態では、連結部材７０（第１円筒部材７２）の下端部を第１軸受２０に固定する際、図９に示すように、連結部材７０（第１円筒部材７２）の下端部と第１軸受２０の軸受箱２１とをインロー嵌合部７３において嵌合する。すなわち、連結部材７０（第１円筒部材７２）の下端部に形成された円形の凸部又は凹部と、軸受箱２１に形成された円形の凹部又は凸部とが嵌合される。これにより、第１軸受２０は、回転シャフト６の径方向について連結部材７０に対して位置決めされる。
【００５２】
続いて、図１０（ａ）に示すように、回転シャフト６を直立させた状態で、第２軸受２２の軸受箱２３を回転シャフト６に沿って下方に移動させ、第２軸受２２の軸受箱２３を連結部材７０（第２円筒部材７４）の上端部に固定する。これにより、第２軸受２２の回転シャフト６への軸方向の取付位置が第２取付位置に定まる。すなわち、連結部材７０の長さは、第２軸受２２の回転シャフト６への軸方向の取付位置が第２取付位置に定まるように設定されている。こうして、第１軸受２０が保持されている第１取付位置から連結部材７０の長さに相当する距離だけ離れた第２取付位置において、回転シャフト６への第２軸受２２の組付けが行われる。
なお、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）のうちハブ４側に位置する第３内輪押えリング６３Ａは、回転シャフト６の外周面に設けられた第２段差６Ｂに当接するように回転シャフト６の外周に予め嵌装しておく。さらに、一対の環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）のうち第１軸受２０側に位置する第１ピース６１Ａを軸受箱２３の内周に嵌装する。
【００５３】
一実施形態では、第２軸受２２の軸受箱２３を連結部材７０（第２円筒部材７４）の上端部に固定する際、図１１に示すように、連結部材７０（第２円筒部材７４）の上端部と第２軸受２２の軸受箱２３とがインロー嵌合部７５において嵌合される。すなわち、連結部材７０（第２円筒部材７４）の上端部に形成された円形の凸部又は凹部と、軸受箱２３に形成された円形の凹部又は凸部とが嵌合する。これにより、第２軸受２２は、回転シャフト６の径方向について連結部材７０に対して位置決めされる。
【００５４】
このように、連結部材７０とのインロー嵌合部（７３，７５）によって、第１軸受２０および第２軸受２２をそれぞれ連結部材７０に対して径方向に位置決めすることで、第１軸受２０と第２軸受２２の芯合わせが可能となる。
【００５５】
また、図１０（ｂ）に示すように、内輪６０および転動体６２からなる第２軸受部品集合体を第２取付位置における回転シャフト６の外周面に嵌装するとともに、中間ピース６１Ｃを軸受箱２３に嵌装する。その後、環状ピース（６１Ａ，６１Ｂ）のうち第１軸受２０から遠い側に位置する第２ピース６１Ｂを軸受箱２３に嵌装して、内輪６０と外輪６１との間に転動体６２が設けられた軸受２２が得られる。
また、内輪６０の軸方向位置を規制するために、内輪押えリング（６３Ａ，６３Ｂ）のうちハブ４から遠い側に位置する第４内輪押えリング６３Ｂを回転シャフト６の外周に嵌装し、回転シャフト６の外周面に形成された雄ねじ部に押えナット６４を螺着する。
そして、外輪押え板６５、シールリング（６６Ａ，６６Ｂ）、スペーサリング（６７Ａ，６７Ｂ）およびシール押え板（６８Ａ，６８Ｂ）を軸受箱２３に取り付ける。
【００５６】
こうして、図１０（ｃ）に示すように、第２取付位置における第２軸受２２の回転シャフト６への組付けが完了する。この後、第１軸受２０および第２軸受２２が組み付けられた回転シャフト６を略水平の姿勢に戻す。なお、第２軸受２２はスラスト荷重を受けるように設計されているから、第２軸受２２を回転シャフト６に組み付けた後、第１軸受２０の下方からの支持は不要になる。
【００５７】
次に、第１軸受２０および第２軸受２２が組み付けられた回転シャフト６をナセル３０へ据え付けるステップについて説明する。
図１２は、第１軸受２０および第２軸受２２を組み付けた回転シャフト６をナセル３０に設置する様子を示す図である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、軸受箱２１，２３から連結部材７０を取り外す手順を示す図である。図１４（ａ）は、回転シャフトの軸方向後方側から見た第１軸受の図で、図１４（ｂ）は、回転シャフトの軸方向後方側から見た第２軸受の図である。図１５（ａ）は軸受箱およびナセル台板の嵌合部を示す斜視図で、図１５（ｂ）は軸受箱およびナセル台板の嵌合部を示す正面図で、図１５（ｃ）はライナおよびシムの構成例を示す斜視図である。
【００５８】
幾つかの実施形態では、連結部材７０によって連結された第１軸受および第２軸受（ここで言う“第１軸受”又は“第２軸受”とは、第１軸受２０又は第２軸受２２だけでなく軸受箱２１，２３も含めた軸受ユニット全体を指す。）とともに、回転シャフト６をナセル台板３０Ａに据え付ける。この際、図１２に示すように、連結部材７０によって軸受箱２１，２３が互いに連結された状態で、回転シャフト６を第１軸受および第２軸受とともに昇降装置で吊り上げ、ナセル台板３０Ａ上に移動させる。そして、軸受箱２１，２３をナセル台板３０Ａに載置する。
なお、回転シャフト６を昇降装置で吊り上げる際、回転シャフト６の中心線Ｃと水平線Ｈとの間にはチルト角αに相当する角度が形成される。そのため、チルト角αに対応した回転シャフト６の軸方向の分力が第１軸受（スラストフリー軸受）２０に作用してしまい、第１軸受２０が動いてしまったり、第１軸受２０が損傷を受けたりする可能性がある。この点、上述のように、連結部材７０によって第１軸受２０および第２軸受２２を連結した状態で回転シャフト６の吊り上げ作業を行うことで、第１軸受２０の位置ズレや損傷を防止できる。
【００５９】
また、一実施形態では、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、回転シャフト６をナセル台板３０Ａ上に載置した後、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３とを連結していた連結部材７０を取り外す。
具体的には、図１３（ａ）に示すように、第１円筒部材７２と第２円筒部材７４との間に設けられていた環状部材７６を取り外し、第１円筒部材７２および第２円筒部材７４をそれぞれ第１軸受２０と第２軸受２２から離れる方向（図中の矢印参照）に回転シャフト６に沿って動かす。これにより、第１円筒部材７２と軸受箱２１間のインロー嵌合部７３（図９参照）、および、第２円筒部材７４と軸受箱２３間のインロー嵌合部７５（図１１参照）が解除される。この後、図１３（ｂ）に示すように、第１円筒部材７２を構成する一対のハーフシェル７２Ａ，７２Ｂを互いに分離するとともに、第２円筒部材７４を構成する一対のハーフシェル７４Ａ，７４Ｂを互いに分離する。これにより、図１３（ｃ）に示すように、連結部材７０に覆われていた回転シャフト６が露出する。
なお、環状部材７６を取り外すことによって第１円筒部材７２と第２円筒部材７４との間に形成される隙間Ｇ（環状部材７６の厚さに相当）は、インロー嵌合部７３，７５を解除可能な程度に十分に大きく設定されている。
【００６０】
また、一実施形態では、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、連結部材７０を取り外した後、第１軸受２０の軸受箱２１および第２軸受２２の軸受箱２３の水平方向位置を微調整してからナセル台板３０Ａに固定してもよい。なお、水平方向とは、回転シャフト６の軸に直交する水平方向Ｈである。
図１４（ａ）に示すように、軸受箱２１は、第１軸受２０が収容される本体部２１１と、回転シャフト６が挿通されるシャフト穴２１２と、シャフト穴２１２の両側に設けられる一対の取付部２１３，２１３とを有する。一対の取付部２１３，２１３には、それぞれ、ボルト穴２１４が設けられている。さらに、軸受箱２１には、回転シャフト６の軸方向、すなわちシャフト穴２１２の軸方向に延在する凸部２１５が設けられている。凸部２１５は、ナセル台板３０Ａに対向する部位に位置する。図には一例として、シャフト穴２１２の下方に設けた例を示している。
ナセル台板３０Ａには、軸受箱２１のボルト穴２１４に対応した部位に、ボルト穴３５が設けられている。また、ナセル台板３０Ａには、軸受箱２１の凸部２１５に対応した部位に、回転シャフト６の軸方向に延在する凹部３８が設けられている。
【００６１】
図１５（ａ）に示すように、軸受箱２１の水平方向Ｈの位置を微調整可能なように、ナセル台板３０Ａの凹部３８の幅Ｗ２は軸受箱２１の凸部２１５の幅Ｗ１より大きく形成される。
第１軸受２０の軸受箱２１の水平方向位置を微調整する際には、図１５（ｂ）に示すように、凸部２１５が凹部３８に嵌合するように軸受箱２１をナセル台板３０Ａに載置した後、凸部２１５と凹部３８との間に略鉛直方向に延在するライナ９１を挿入する。挿入するライナ９１の厚さを適宜選択することによって、第１軸受２０の軸受箱２１の水平方向位置を微調整することができる。このとき、ライナ９１に加えて、凸部２１５と凹部３８との間にライナ９１より薄いシム９５を挿入してもよい。シム９５を複数枚挿入することによって軸受箱２１の水平方向位置を微調整することもできる。例えば図１５（ｃ）に示すように、ライナ９１は、Ｌ字形状を有し、一側の面にボルト穴９２が設けられていてもよい。シム９５は平板形状を有していてもよい。図１５（ｂ）に示すように、凸部２１５と凹部３８との間にライナ９１を挿入した後、ボルト９３をボルト穴９２およびナセル台板３０Ａに形成されたボルト穴２１６（図１５（ａ）参照）に挿入して、ライナ９１をナセル台板３０Ａに固定してもよい。
【００６２】
図１４（ｂ）に示すように、軸受箱２３は、第２軸受２２が収容される本体部２３１と、回転シャフト６が挿通されるシャフト穴２３２と、シャフト穴２３２の両側に設けられる一対の取付部２３３，２３３とを有する。一対の取付部２３３，２３３には、それぞれ、ボルト穴２３４が設けられている。また、軸受箱２３には回転シャフト６の軸方向に延在する凸部２３５が設けられている。ナセル台板３０Ａには、軸受箱２３のボルト穴２３４に対応した部位に、ボルト穴３６が設けられている。また、ナセル台板３０Ａには、軸受箱２３の凸部２３５に対応した部位に、回転シャフト６の軸方向に延在する凹部３９が設けられている。
第１軸受２０の軸受箱２１と同様に、凸部２３５が凹部３９に嵌合するように軸受箱２３をナセル台板３０Ａに載置した後、凸部２３５と凹部３９との間にライナ９１を挿入して、第２軸受２２の軸受箱２３とナセル台板３０Ａとの相対的な水平方向位置を微調整する。このとき、ライナ９１に加えて、凸部２３５と凹部３９との間にライナ９１より薄いシム９５（図１５（ｃ）参照）を挿入してもよい。
なお、図１４および図１５には、各軸受箱２１，２３側に凸部２１５，２３５を設け、ナセル台板３０Ａ側に凹部３８，３９を設けた場合について例示したが、各軸受箱２１，２３側に凹部を設け、ナセル台板３０Ａ側に凸部を設けてもよい。
【００６３】
そして、上記したように各軸受箱２１，２３の水平方向位置を微調整した後、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、ボルト９０と、ボルト穴２１４，２３４およびボルト穴３５，３６とによって、各軸受箱２１，２３をナセル台板３０Ａに固定する。
【００６４】
このように、各軸受箱２１，２３およびナセル台板３０Ａの一方に形成される凸部２１５，２３５と、他方に形成される凹部３８，３９とを嵌合させるようにしたので、簡単な構成で水平方向Ｈの固定が実現できる。また、凸部２１５，２３５と凹部３８，３９との間にライナ９１を介装することで各軸受２１，２３とナセル台板３０Ａとの相対位置を微調整するようにしたので、適切な厚さのライナ９１を用いることによって各軸受２１，２３を高精度に位置決めした状態で固定することができる。
【００６５】
他の実施形態では、各軸受２０，２２の軸受箱２１，２３の水平方向位置を微調整した後、シェアピンを用いて各軸受箱２１，２３をナセル台板３０Ａに固定してもよい。
図１６は、シェアピンを用いた軸受箱２１，２３の位置決め構成を示す図である。図１７は、シェアピン周辺の断面図である。
図１６に示すように、水平方向位置が微調整された軸受箱２１は、シャフト穴２１２の両側に設けた一対のシェアピン９９によって水平方向に関して位置決めされる。軸受箱２３も同様に、シャフト穴２３２の両側に設けた一対のシェアピン９９によって水平方向に関して位置決めされる。
なお、軸受箱２１，２３の水平方向位置を微調整した結果、軸受箱２１，２３の取付部２１３，２３３に設けられたピン穴２２１と、ナセル台板３０Ａに設けられたピン穴２２３との位置がずれる場合がある。この場合、偏心スリーブ２２０，２２２をそれぞれピン穴２２１，２２３に嵌入し、各偏心スリーブ２２０，２２２の穴の位置を合わせ、この穴にシェアピン９９を挿入してもよい。
【００６６】
また、一実施形態では、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、第１軸受２０の軸受箱２１および第２軸受２２の軸受箱２３と、ナセル台板３０Ａとの間にそれぞれ略水平方向に延在するシム９７，９８を介装することによって、ナセル台板３０Ａに対する第１軸受２０および第２軸受２２の高さを調整してもよい。これにより、第１軸受２０および第２軸受２２を高さ方向に対しても精度良く位置決めできる。
【００６７】
他の実施形態では、ナセル台板３０Ａへの回転シャフト６の据え付け後においても連結部材７０を残留させ、風力発電装置１の運転時において第１軸受２０と第２軸受２２との連結部材として連結部材７０を使用する。この場合、連結部材７０は、第１円筒部材７２、第２円筒部材７４および環状部材７６を含む構成に替えて、図３および４に示す連結部材４０を連結部材７０として用いてもよい。
【００６８】
以上説明したように、上述の実施形態によれば、回転シャフト６をナセル台板３０Ａ上に据え付ける際に、連結部材７０によって第１軸受２０と第２軸受２２とがほぼ同心に維持されているので、第１軸受２０及び第２軸受２２の位置決めを高精度に行うことができる。
また、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３とを別体で構成し、これらを連結部材７０で連結するようにしているので、高品質・高精度な各軸受箱を容易に製造できる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上述の実施形態では、第１軸受２０の軸受箱２１と第２軸受２２の軸受箱２３とが連結部材４０によって連結されるが、連結部材４０に替えて、又は、連結部材４０に加えて、軸受箱２１，２３間を連結フレームで連結してもよい。
図１８は、軸受箱２１，２３間を連結フレームを備えた風力発電装置のナセル内部構造を示す斜視図である。同図に示すように、連結フレーム１００は、回転シャフト６の上方に設けられて軸受箱２１，２３の上部同士を連結する連結板部１０２と、回転シャフト６の両側において連結板部１０２をナセル台板３０Ａに支持する一対の脚部１０４とを含んでいてもよい。これにより、軸受箱２１，２３の上部同士を連結板部１０２によって連結して軸受２０，２２間の同心維持に寄与できる。
また、脚部１０４とナセル台板３０Ａとの間にそれぞれシム１１０を介装することによって、ナセル台板３０Ａに対する連結フレーム１００の高さを調整してもよい。高さ調整に際しては、第１軸受２０および第２軸受２２の同心が確保されるように、適切な厚さのシム１１０を介装するか、あるいは適切な厚さとなるように複数枚のシム１１０を介装することによって各軸受箱２１，２３の高さを調整する。これにより、各軸受２０，２１の軸受箱２１，２３の高さに応じて、連結フレーム１００の高さを適切に調整できる。
【符号の説明】
【００７１】
１              風力発電装置
２              ブレード
３              ロータ
４              ハブ
５              ハブカバー
６              回転シャフト
６Ａ            第１段差
６Ｂ            第２段差
８              タワー
１０            ドライブトレイン
１２            油圧ポンプ
１３            高圧油ライン
１４            油圧モータ
１５            低圧油ライン
１６            発電機
２０            第１軸受
２１            軸受箱
２２            第２軸受
２３            軸受箱
２４            内部流路
２６            内部流路
２７            ブレーキキャリパ
２８            ブレーキディスク
３０            ナセル
３０Ａ          ナセル台板
３０Ｂ          ナセルカバー
３０Ｃ          ナセルフレーム
３８，３９      凹部
４０            連結部材
４２            切欠き
４６            機器設置台
５０            内輪
５１            外輪
５２            転動体
５３Ａ          第１内輪押えリング
５３Ｂ          第２内輪押えリング
５４            押えナット
５５            外輪押え板
５６Ａ，５６Ｂ  シールリング
５７Ａ，５７Ｂ  スペーサリング
５８Ａ，５８Ｂ  シール押え板
６０            内輪
６１            外輪
６２            転動体
６３Ａ          第３内輪押えリング
６３Ｂ          第４内輪押えリング
６４            押えナット
６５            外輪押え板
６６Ａ，６６Ｂ  シールリング
６７Ａ，６７Ｂ  スペーサリング
６８Ａ，６８Ｂ  シール押え板
７０            連結部材
７２            第１円筒部材
７３            インロー嵌合部
７４            第２円筒部材
７５            インロー嵌合部
７６            環状部材
８０            連結フレーム
８２            連結板部
８４            サポート部
９０，９３      ボルト
９５，９６，９７，９８  シム
９９            偏心ピン
１００          連結フレーム
１０２          連結板部
２１１，２３１  本体部
２１２，２３２  シャフト穴
２１３，２３３  取付部
２１４，２３４  ボルト穴
２１５，２３５  凸部
２１６，２３６  ボルト穴
【図１】
0005615466.tif 000002
【図２】
0005615466.tif 000003
【図３】
0005615466.tif 000004
【図４】
0005615466.tif 000005
【図５】
0005615466.tif 000006
【図６】
0005615466.tif 000007
【図７】
0005615466.tif 000008
【図８】
0005615466.tif 000009
【図９】
0005615466.tif 000010
【図１０】
0005615466.tif 000011
【図１１】
0005615466.tif 000012
【図１２】
0005615466.tif 000013
【図１３】
0005615466.tif 000014
【図１４】
0005615466.tif 000015
【図１５】
0005615466.tif 000016
【図１６】
0005615466.tif 000017
【図１７】
0005615466.tif 000018
【図１８】
0005615466.tif 000019